(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭にバイオマス燃料を混合したバイオマス混合燃料を使用する石炭火力発電所の燃料供給設備において、
前記バイオマス燃料を一時的に受け入れる仮受入エリアを備え、
前記仮受入エリアは車両が直接進入可能な平地であり、
前記燃料供給設備は、前記バイオマス燃料を、前記仮受入エリアから一定量を送り出す送り出し機構と、
該送り出し機構から送り出された前記バイオマス燃料と前記石炭を混合するとともに搬送する搬送手段と、を備え、
前記送り出し機構によって送り出す前記バイオマス燃料の量を計量した後に、所定の搬送速度の前記搬送手段によって前記バイオマス燃料及び前記石炭を混合し、
前記バイオマス燃料の送り出し量に応じて前記バイオマス燃料及び前記石炭の混合率を調整し、
前記仮受入エリアでの仮受入から前記石炭と前記バイオマス燃料との混合を２４時間以内に行うことを特徴とするバイオマス混合燃料の製造方法。
【請求項２】
前記石炭と混合する前記バイオマス燃料を、常に前記石炭に対して３質量％以下とする請求項１記載のバイオマス混合燃料の製造方法。
【請求項３】
前記燃料供給設備は、石炭を貯留する石炭貯留エリアと、混合燃料を一時的に収容するバンカと、を備え、
送炭時間と送炭量とで決定される、前記石炭貯留エリアから前記バンカへの送炭計画に基づき、
前記バイオマス燃料の混合時間と混合量とで決定される、前記バイオマス燃料の混合計画を決定し、
当該混合計画に基づいて前記バイオマス燃料と石炭との混合を行う請求項２記載のバイオマス混合燃料の製造方法。
【請求項４】
前記送炭計画及び前記混合計画によって、前記バイオマス燃料の１日あたりの最大受入れ量を決定する請求項３記載のバイオマス混合燃料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオマス混合燃料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、石炭火力発電所において、石炭にバイオマス燃料を混合したバイオマス混合燃料を使用して燃焼させ、発電することが知られている。バイオマス燃料は、石炭火力発電所の外部から石炭火力発電所の燃料供給設備に供給され、バイオマス燃料を石炭に混合する前は、サイロ等の貯蔵用の収容施設に集積して貯蔵される。そして、バイオマス燃料は、石炭と混焼させるため、必要な処理を施された後、石炭とともに混焼される（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２９１５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、サイロ等の貯蔵用の施設に貯蔵した場合、サイロからバイオマス燃料を搬送する際に、サイロの吐出口でバイオマス燃料が詰まる場合があった。また、外部から受け入れるバイオマス燃料が、互いに異なる複数の種類や寸法を有するものであった場合、バイオマス燃料を受け入れるサイロもこれに応じて複数必要となり、サイロを複数設けるための設備コストがかかっていた。また、受け入れるバイオマス燃料の量や種類等に合わせてサイロを保持及び管理する手間がかかっていた。
【０００５】
本発明は、バイオマス燃料をより簡易な方法で石炭と混合させて混合燃料を製造する方法を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）  本発明のバイオマス混合燃料の製造方法は、石炭にバイオマス燃料を混合したバイオマス混合燃料を使用する石炭火力発電所の燃料供給設備において、前記バイオマス燃料を一時的に受け入れる仮受入エリアを備え、前記仮受入エリアは車両が直接進入可能な平地であり、前記仮受入エリアでの仮受入から前記石炭と前記バイオマス燃料との混合を２４時間以内に行うことを特徴とする。
【０００７】
（２）  前記燃料供給設備は、前記バイオマス燃料を、前記仮受入エリアから一定量を送り出す送り出し機構と、該送り出し機構から送り出された前記バイオマス燃料と前記石炭を混合するとともに搬送する搬送手段と、を備え、前記送り出し機構によって送り出す前記バイオマス燃料の量を計量した後に、所定の搬送速度の前記搬送手段によって前記バイオマス燃料及び前記石炭を混合し、前記バイオマス燃料の送り出し量及び／又は前記搬送速度に応じて前記バイオマス燃料及び前記石炭の混合率を調整することが好ましい。
【０００８】
（３）  前記石炭と混合する前記バイオマス燃料を、常に前記石炭に対して３質量％以下とすることが好ましい。
【０００９】
（４）  前記燃料供給設備は、石炭を貯留する石炭貯留エリアと、混合燃料を一時的に収容するバンカと、を備え、送炭時間と送炭量とで決定される、前記石炭貯留エリアから前記バンカへの送炭計画に基づき、前記バイオマス燃料の混合時間と混合量とで決定される、前記バイオマス燃料の混合計画を決定し、当該混合計画に基づいて前記バイオマス燃料と石炭との混合を行うことが好ましい。
【００１０】
（５）  前記送炭計画及び前記混合計画によって、前記バイオマス燃料の１日あたりの最大受入れ量を決定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、バイオマス燃料をより簡易な方法で石炭と混合させて混合燃料を製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の燃料供給設備を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の石炭火力発電所における燃料供給設備１００に係る好ましい一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態である燃料供給設備１００を示す概略図である。燃料供給設備１００は、石炭にバイオマス燃料を混合した混合燃料を使用して燃焼させる石炭火力発電所の内部において、外部からバイオマス燃料の供給を受け、石炭及びバイオマス燃料を混合して混合燃料を供給する設備である。本発明におけるバイオマス燃料とは、廃材や間伐材等から得られる植物系の燃料であり、いわゆる木質バイオマス燃料を言う。
【００１４】
図１に示すように、燃料供給設備１００は、バイオマス燃料を一時的に受け入れる仮受入エリア１と、石炭を貯留する石炭貯留エリア２と、石炭及びバイオマス燃料の混合燃料を粉砕するミル式微粉炭機３（以下、微粉炭機と言う）と、混合燃料を微粉炭機３に供給するバンカ４と、石炭及びバイオマス燃料を搬送する搬送手段としてのベルトコンベヤ２０及びバイオマス供給コンベヤ１０と、仮受入エリア１からバイオマス供給コンベヤ１０にバイオマス燃料を送り出す送り出し機構７と、を備える。
【００１５】
仮受入エリア１は、車両１１が直接進入可能な平地である。仮受入エリア１には、バイオマス燃料を積載した車両１１が進入し、バイオマス燃料を搬入する。仮受けエリア１では、搬入されたバイオマス燃料を２４時間以内の間収容する。仮受入エリア１は、半屋内で、雨等によりバイオマス燃料の湿度が上がらないように屋根が設けられている。バイオマス燃料は、外部から石炭火力発電所に供給される段階で、発酵が進んでおり、３０℃から４０℃の温度を有する。
【００１６】
石炭貯留エリア２は、外部から燃料供給設備１００に搬入された塊状の石炭を一時的に貯留しておく領域である。石炭貯留エリア２は、半屋内に設けられ、石炭貯留エリア２からバンカ４及び微粉炭機３に向かって延びるベルトコンベヤ２０の搬送口が設けられる。
【００１７】
ベルトコンベヤ２０は、石炭貯留エリア２からバンカ４まで延びている。ベルトコンベヤ２０は、石炭貯留エリア２側の基端部と及びバンカ４側の終端部を備える。ベルトコンベヤ２０の基端部から終端部までの長さは、５０ｍ以上５００ｍ以下を例示できる。ベルトコンベヤ２０は、石炭貯留エリア２からバンカ４まで石炭を搬送する。ベルトコンベヤ２０のベルトの上に載せられて搬送される石炭に、バイオマス燃料が供給され、ベルトコンベヤ２０は、石炭及びバイオマス燃料を混合する。
【００１８】
バイオマス供給コンベヤ１０は、仮受けエリア１からベルトコンベヤ２０まで延びている。バイオマス供給コンベヤ１０は、ベルトの上にバイオマス燃料を載せた状態で移動し、バイオマス燃料をベルトコンベヤ２０に供給する。バイオマス供給コンベヤのベルトコンベヤ側は、ベルトコンベヤ２０と重なる位置で、ベルトコンベヤ２０よりも上方に配置されている。バイオマス供給コンベヤ１０の上で搬送されたバイオマス燃料は、石炭を搬送するベルトコンベヤ２０上に落下して供給され、ベルトコンベヤ２０上で石炭と混合される。
【００１９】
送り出し機構７は、バイオマス供給コンベヤ１０の受け入れエリア１側の基端部に設けられる。送り出し機構７は、仮受入エリア１からバイオマス供給コンベヤ１０にバイオマス燃料を送り出すスクリュー７１と、スクリュー７１の下流側に設けられ、バイオマス供給コンベヤ１０に送り出すバイオマス燃料の量を計量する定量フィーダ７２と、を有する。送り出し機構７は、バイオマス燃料を、仮受入エリア１から一定量を送り出す。
【００２０】
スクリュー７１は、一端にバイオマス燃料を供給する供給口を有し、この供給口は仮受入エリア１に配置される。スクリュー７１の他端には、バイオマス燃料の量を計量してバイオマス供給コンベヤ１０に供給する定量フィーダ７２が設けられる。スクリュー７１の回転速度によって、仮受入エリア１から送り出されるバイオマス燃料の量が調整される。また、定量フィーダ７２はバイオマス燃料の量を計量するとともに、所定の量のバイオマス燃料をバイオマス供給コンベヤ１０上に供給する。送り出し機構７により、送り出すバイオマス燃料の量が一定量に調整され、計量される。
【００２１】
搬送手段としてのバイオマス供給コンベヤ１０及びベルトコンベヤ２０は、送り出し機構７による計量の後、送り出し機構７から送り出されたバイオマス燃料と石炭を混合するとともに搬送する。バイオマス供給コンベヤ１０及びベルトコンベヤ２０の搬送速度は、石炭に対してバイオマス燃料を３質量％以下で混合するように、石炭の送炭量、バイオマス燃料の送り出し量によって適宜調整される。そして、送り出し機構７によるバイオマス燃料の送り出し量及び／又は搬送手段の搬送速度に応じて、バイオマス燃料の混合率が調整される。例えば、石炭を搬送するベルトコンベヤ２０は、一時間あたり１０００ｔの速度で石炭を搬送しているときに、バイオマス供給コンベヤ１０は、バイオマス燃料を一時間あたり７．５〜２０ｔ／ｈの速度でバイオマス燃料を搬送するよう調整することができる。搬送手段の搬送速度は、ベルトコンベヤ２０の速度をのみを変更してもよく、バイオマス供給コンベヤ１０のみを変更してもよく、両方を変更して調整してもよい。
【００２２】
バンカ４は、塊状の石炭及びバイオマス燃料からなる混合燃料を、微粉炭機３に供給する前に一時的に収容する。バンカ４は鉛直方向に延び、下方の端部に設けられた開口と、この開口から延びる給炭管を備え、給炭管を介して石炭を微粉炭機３に供給する。
【００２３】
微粉炭機３は、バンカ４の下方に設けられる。微粉炭機３は、石炭をすりつぶして微粉炭を得るミル方式である。微粉炭機３は、内部に石炭を粉砕するローラを有し、モータでローラが配置されるテーブルを回転させて石炭をすりつぶし、粉砕する。
【００２４】
次に、本発明の実施形態に係る燃料供給設備１００の動作について説明する。
仮受入エリア１には、車両１１から直接バイオマス燃料が搬入される。バイオマス燃料は、仮受入エリア１で一時的に受け入れられる。バイオマス燃料は、仮受入エリア１で受け入れられた段階で、発酵により３０℃から４０℃の熱を有している。バイオマス燃料は、仮受入エリア１に配置されるスクリュー７１の供給口に供給され、スクリュー７１で供給量を調整されながら送り出される。送り出されたバイオマス燃料は、スクリューの他端側に設けられた定量フィーダ７２により計量される。
【００２５】
バイオマス燃料は、定量フィーダ７２を介してバイオマス供給コンベヤ１０に供給される。バイオマス供給コンベヤ１０は、基端が送り出し機構７側に配置され、終端がベルトコンベヤ２０側に配置されている。バイオマス燃料は、バイオマス供給コンベヤ１０により搬送され、ベルトコンベヤ２０の上に供給される。この仮受入から、バイオマス供給コンベヤ１０によりバイオマス燃料を搬送してベルトコンベヤ２０に供給し、石炭と混合するまでは、２４時間以内に行われる。仮受入エリア１の供給されたバイオマス燃料は、貯留されることなく、２４時間以内に石炭に混合される。
【００２６】
粉砕前の塊状の石炭は、石炭貯留エリア２に貯留されている。石炭は、石炭貯留エリア２から延びるベルトコンベヤ２０により、バンカ４へ搬送される。ベルトコンベヤ２０が移動するに伴い、ベルトコンベヤ２０の上に載せられた石炭が移動する。バイオマス供給コンベヤ１０の終端は、ベルトコンベヤ２０の上流側で、ベルトコンベヤ２０の鉛直方向上方に配置されており、バイオマス供給コンベヤ１０により搬送されたバイオマス燃料は、石炭を搬送中のベルトコンベヤ２０上に落下し、石炭にふりかけられて、石炭と混合される。ベルトコンベヤ２０は、石炭貯留エリア２側の基端部からバンカ４側の終端部まで、５０ｍ以上５００ｍ以下の長さとなるように設けられている。このため、石炭及びバイオマス燃料がベルトコンベヤ２０上に載せられた状態で上記の距離を移動している間に、ベルトコンベヤの振動に伴い混合が促進する。
【００２７】
バイオマス燃料は、発酵の熱により適度に乾燥している。また、バイオマス燃料は、送り出し機構７による攪拌や、搬送手段の振動により、さらに発酵及び乾燥が進んで燃焼に適した状態になる。したがって、送り出し機構７による攪拌と、搬送手段による搬送が、バイオマス燃料の乾燥工程ともなる。粉砕前の石炭及びバイオマス燃料は、バンカ４に供給される前に、あらかじめベルトコンベヤ２０上で混合され、混合燃料となる。
【００２８】
混合燃料は、例えば、石炭の一日あたりの供給量が４，０００ｔ以上８，０００ｔ以下の場合に、バイオマス燃料の一日あたりの供給量を６０ｔ〜１２０ｔとすることで、石炭に対してバイオマス燃料を３質量％以下で供給することが可能となる。なお、バイオマス燃料の一日あたりの供給量が１６０ｔの場合も、石炭の一日あたりの供給量が６，０００ｔ以上８，０００ｔ以下である場合には、石炭に対してバイオマス燃料を３質量％以下で供給することが可能となる。バイオマス燃料は、常に石炭に対して３質量％以下供給されるように調整されることが好ましい。
【００２９】
一例として、表１に石炭及びバイオマス燃料の供給量と混焼率との関係を示す。表１に示す値はバンカ４の数が１０台で、ベルトコンベヤ２０の稼動時間が一日に８時間とした場合の混焼率である。
【表１】
0005323024.tif 000002
【００３０】
石炭をバンカ４及び微粉炭機３に供給する送炭量及び送炭時間は、石炭火力発電所の発電の需要量等に応じて送炭計画として決定される。そして、石炭の送炭計画に基づき、バイオマス燃料の混合量及び混合時間が混合計画として決定される。バイオマス燃料と石炭との混合は、混合計画に基づいて行われる。
【００３１】
表１を用いて説明すると、石炭の送炭時間が一日あたり８時間で、送炭量が４，０００ｔ以上８，０００ｔ以下の間で送炭計画として決定される。この送炭計画に基づき、例えば、バイオマス燃料の一日当たりの混合量が６０ｔから１２０ｔの間で決定される（送炭計画において送炭量が６，０００ｔ以上８，０００ｔ以下の場合は、バイオマス燃料を１６０ｔ供給することも可能である）。また、石炭の送炭時間が一日あたり８時間の場合には、バイオマス燃料の一日あたりの混合時間は一日あたり８時間以下である。バイオマス燃料の混合時間は、石炭の送炭時間を越えることはない。このように、バイオマス燃料の混合量と混合時間とにより混合計画が決定される。例えば、石炭を一日あたり８時間、８，０００ｔ送炭するという送炭計画に基づき、バイオマス燃料の混合量を一日あたり１００ｔ、混合時間が一日あたり８時間という混合計画が決定される。
【００３２】
また、バイオマス燃料の混合量及び混合する時間が決定されることで、受け入れエリア１の送り出し機構におけるスクリュー７１の回転速度及び定量フィーダ７２による供給量、バイオマス供給コンベヤ１０の搬送速度及び／又はベルトコンベヤ２０の搬送速度が調整される。上記の例の場合、バイオマス燃料は、一時間あたり１２．５ｔ供給されるように調整される。なお、ベルトコンベヤ２０は、８時間連続して稼動させるのではなく、例えば、２時間稼動させて３０分停止し、さらに２時間稼動させて３０分停止し、さらに１．５時間稼動させた後、設備の点検及び保修を行い、さらに２．５時間稼動させるというように、停止期間を設けることが好ましい。
【００３３】
バイオマス燃料は、常に石炭に対して３質量％以下を供給できるよう、送炭計画及び混合計画によってバイオマス燃料の一日あたりの最大受け入れ量が決定される。そして、受け入れから混合までに２４時間以内で、バイオマス燃料が短期間で使い切られる。
【００３４】
石炭及びバイオマス燃料は、バンカ４に到達する前にベルトコンベヤ２０上で混合され、バンカ４に供給される。混合された混合燃料は、バンカ４の下方端部に設けられた開口から微粉炭機３に供給される。微粉炭機３は、混合燃料を燃焼に適した大きさにすりつぶして、混合燃料を燃焼させるボイラ（図示せず）に供給する。
【００３５】
本実施形態によれば、以下のような効果が奏される。
バイオマス燃料を仮受入エリア１に受け入れてから、サイロ等に貯留せずに、２４時間以内に石炭及びバイオマス燃料を混合することとした。このため、サイロの吐出口にバイオマス燃料が詰まったり、清掃や点検のための手間がかからない。また、バイオマス燃料の種類や寸法が異なった場合でも、この種類や寸法に応じたサイロを保持及び管理する必要がなく、設備コストがかからず、柔軟に対応できる。
【００３６】
送り出し機構７によって送り出すバイオマス燃料の量を計量した後に、所定の搬送速度のバイオマス供給コンベヤ１０及び／又はベルトコンベヤ２０によってバイオマス燃料及び石炭を混合し、バイオマス燃料の送り出し量及び／又はベルトコンベヤ２０の搬送速度に応じてバイオマス燃料及び石炭の混合率を調整することとした。このため、石炭に対するバイオマス燃料の混合量を容易に調整することができる。なお、仮受入エリア１は、車両１１が直接進入可能な平地であるため、天候によるバイオマス燃料の湿分変動が懸念されるが、バイオマス燃料は、発酵によって３０℃から４０℃の温度を有している。そこで、この温度を利用して乾燥を行うことができる。すなわち、バイオマス燃料は送り出し機構７のスクリュー７１で攪拌され、定量フィーダ７２でバイオマス供給コンベヤ１０に供給される。また、ベルトコンベヤ２０は、５０ｍ以上５００ｍ以下の長さとなるように設けられている。このように送り出し機構７により攪拌され、その後、バイオマス供給コンベヤ１０及び所定長さ以上のベルトコンベヤ２０による振動を受けながら搬送及び混合される間に、上記の温度によってバイオマス燃料の乾燥も進む。このため、バイオマス燃料がより燃焼に適した状態になる。そして、このバイオマス燃料の乾燥工程は、仮受入エリア１を車両１１が直接進入可能な平地で行うことが可能である。このように、バイオマス燃料自身の有する熱的性質を利用して、バイオマス燃料の受入れ設備をシンプルにできる点にも本発明の特徴がある。
【００３７】
前記石炭と混合する前記バイオマス燃料を、常に前記石炭に対して３質量％以下とした。このため、ミル式の微粉炭機３で石炭及びバイオマス燃料を混合した混合燃料を粉砕しても、バイオマス燃料が軽いために微粉炭機３内部で上方に移動してバイオマス燃料を粉砕することができなくなったり、微粉炭機３の内部に付着するなど、微粉炭機３に生じるトラブルが生じにくくなり、微粉炭機３に負担をかけずに混合燃料を粉砕することができる。また、上記のように乾燥したバイオマス燃料が石炭に混合される結果、石炭の湿分調整も行われるので、混合燃料はバンカ４と微粉炭機３の間の給炭管に詰まりにくく、石炭を微粉炭機３のローラですりつぶす際にも、湿分増加による適性低下を効果的に防止し、安定的な粉砕を可能とする。
【００３８】
送炭時間と送炭量とで決定される、貯炭場から石炭バンカへの送炭計画に基づき、バイオマス燃料の混合時間と混合量とで決定される、バイオマス燃料の混合計画を決定し、この混合計画に基づいてバイオマス燃料と石炭との混合を行うこととした。このため、仮受入から石炭との混合を２４時間以内に行うことができるよう計画することができる。
【００３９】
上記の送炭計画及び混合計画によって、バイオマス燃料の１日あたりの最大受入れ量を決定することとした。このため、石炭に対するバイオマス燃料の混合量が３質量％以下とできるよう容易に調整することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１    仮受入エリア
２    石炭貯留エリア
４    バンカ
７    送り出し機構
１０  バイオマス供給コンベヤ（搬送手段）
１１  車両
２０  ベルトコンベヤ（搬送手段）
１００  燃料供給設備
【図１】
0005323024.tif 000003